[发明专利]一种三定子型永磁偏置磁悬浮开关磁阻电机

说明书

本发明涉及一种三定子型永磁偏置磁悬浮开关磁阻电机，包括：凸极型的外定子，凸极型的转子，凸极型的两个内定子以及永磁环。所述外定子，转子以及两个内定子由外而内同中心轴嵌套，且两个内定子沿轴向水平分布，永磁环置于两个内定子中间，与之同中心轴嵌套安置。永磁环轴向充磁，提供偏置磁场，与两个内定子上的悬浮绕组产生的控制磁场叠加产生悬浮力。外定子上主绕组的磁通路径与悬浮磁通路径相互独立，解决了起动功能与转子悬浮功能之间的耦合问题；由永磁环提供偏置磁场，减小了电机的运行损耗，使电机运行可靠性更高。

技术领域

本发明涉及一种三定子型永磁偏置磁悬浮开关磁阻电机，可作为高速、高效率电机，特别适用于飞轮电池领域。

背景技术

随着我国经济持续高速发展，如高速机床、离心机、压缩机、飞轮电池等众多领域需要高速/超高速电机的驱动，然而在机械轴承支承转轴的高速/超高速电机中，由于电机高速旋转使得摩擦阻力增加，轴承磨损严重，需定期维护，且因摩擦过程中，产生大量的热量，电机工作效率低，所以高速、高效率电机越来越受到重视，然而可靠性、高损耗等问题制约着高速、高效率电机的发展。

发明内容

基于上述现有技术的不足，为此，本专利提出一种三定子型永磁偏置磁悬浮开关磁阻电机，具有功耗低、效率高、转矩和悬浮力无耦合且控制简单灵活的优点。

本发明的技术方案为：一种三定子型永磁偏置磁悬浮开关磁阻电机,包括：凸极型的外定子1，凸极型的转子2，凸极型的内定子a3-1和内定子b3-2以及永磁环6。所述外定子1内侧为转子2，转子2内侧为内定子和永磁环6，两个内定子沿轴向从一端至另一端依次为内定子a3-1、内定子b3-2；永磁环6置于内定子a3-1、内定子b3-2之间，外定子1上设置有主绕组极1-2，主绕组极1-2上设置有主绕组4，实现起动功能；转子2上设置有转子凸极2-1；两个内定子上设置有悬浮绕组极，两个内定子a3-1和内定子b3-2上设置有悬浮绕组a5-1和悬浮绕组b5-2，实现悬浮功能。

进一步，外定子1上等间隔地设置有12个主绕组极1-2，转子2上等间隔地设置有8个转子凸极2-1，两个内定子分别等间隔地设置有四个悬浮极。

沿所述中心轴径向相对设置的主绕组极上的主绕组相互串联为一相，内定子a3-1和内定子b3-2同一方向上的绕组相互串接，沿所述中心轴径向相对设置的悬浮极上的悬浮绕组相互独立，单独控制。

进一步，永磁环6轴向充磁，厚度不超过内定子a3-1-2厚度。

进一步，产生的偏置磁场由N极出发，依次经过：内定子a3-1，内定子a3-1与转子2之间的气隙，转子2，内定子b3-2与转子2之间的气隙，内定子b3-2，返回S极；与悬浮绕组产生的控制磁场叠加产生悬浮力，且与主绕组产生的转矩磁场相互独立，实现了解耦。

进一步，外定子1、转子2、内定子a3-1、内定子b3-2材料为硅钢片叠加设置。

进一步，永磁环6)材料为钕铁硼。

本发明有益效果如下：

1、外定子上的主绕组实现起动功能，两个内定子上的悬浮绕组实现转子的稳定悬浮功能，结构清晰，功能明确，维护和控制方便。

2、三定子型永磁偏置磁悬浮开关磁阻电机偏置磁场由永磁环提供，与悬浮绕组产生的控制磁场共同作用形成悬浮磁场，产生悬浮力，进一步降低了装置的电磁功耗，提高了运行效率。

3、主绕组产生的磁通路径与悬浮绕组和永磁环产生的偏置磁场叠加的磁通路径相互独立，不存在彼此制约，主绕组和悬浮绕组解耦，提高了系统运行的稳定性与可靠性以及控制的灵活性。

附图说明

图1所示为一种三定子型永磁偏置磁悬浮开关磁阻电机沿xy平面正视图。